پرده هوا - کارنو تهویه

پرده هوا با دمش هوا در سطح درب ورودی سالن باعث کاهش ورود هوای سرد (و یا ورود هوای گرم در تابستان) بر اثر نیروی باد و یا کشش طبیعی هوا به داخل ساختمان میشود.

پرده هوا دو نوع میباشد:

پرده هوا همراه با گرمایش (و یا سرمایش) (Air screens)
پرده هوا بدون گرمایش ( و یا سرمایش) (Air curtains)

کاربرد ها

در فروشگاههای بدون درب ورودی
در ورودی کارگاهها
درب ساختمانهای عمومی که پیوسته باز و بسته میشوند

طرحهای اجرا شده

نصب به صورت ایستاده – در یک و یا هر دو سمت درب
نصب به صورت افقی – در سمت بالا و یا پایین درب و یا هر دو سمت

نیرو هایی که به یک درب و یا قسمت باز دیوار اعمال میشوند به دو صورت زیر خلاصه میشوند

نیروی باد
نیروی جریان طبیعی هوا

نیروی جریان طبیعی هوا به ارتفاع ساختمان ( ارتفاع قسمت باز درون ساختمان ) و اختلاف دمای هوای بیرون و داخل ساختمان بستگی دارد.اختلاف فشار بوجود آمده توسط نیروی کشش طبیعی در دربهای یک ساختمان با دمای داخل

c º 20 و دمای خارج cº 0 و ارتفاع ساختمان m 10 در حدود Pa 10 میباشد و در یک ساختمان با دمای داخل

c º 20 و دمای خارج cº 20- و ارتفاع ساختمان m 20 در حدود Pa 40 است.

نیروی باد اعمال شده به درب ورودی ساختمان با توان دوم سرعت در جرم هوا آن متناسب است . فشار نیروی باد با m/s 10(km/h 36 ) در حدود Pa 60 است.

سرعت هوا

با زاویه دادن به جهت هوا به سمت خارج درب میتوان به نیروی کشش طبیعی هوا و نیروی باد غلبه کرد.مقاومت نیروی باد پرده هوا با رابطه زیر متناسب است

جرم باد در توان دوم سرعت آن

اگر در هوادهی یکسان پرده باد سرعت آن دو برابر شود نیروی مقاومت ان 4 برابر میشود.

به طور کلی سرعت باد خروجی پرده هوا نباید از حد زیر بیشتر شود:

جهت باد از سمت بالا > m/s 15- 5
جهت باد از سمت پایین > m/s 5- 2
جهت باد از اطراف > m/s 15- 10

نکته اینکه سرعت خروجی هوا به محل قرارگیری نازل خروجی پرده باد بستگی دارد.اگر ارتفاع نصب آن بالاتر باشد و یا باد خروجی با سرعت مورد نیاز بخواهیم به کف برخورد کند سرعت خروجی هوا بایید افزایش یابد.

برای مغازه ها و فروشگاهها و ساختمانهای مشابه با ارتفاع درب تا m 2.5 سرعت نباید از m/s 9 – 5 بیشتر شود . برای ساختمانهای صنعتی سرعت نباید از m/s 40 – 35 بیشتر شود .

حجم هوادهی

محاسبه حجم هوادهی مورد نیاز به طور کلی بین m³/h 5000 – 2000 به ازای هر متر مربع ابعاد درب در نظر گرفته میشود.

نکته اینکه در سیستم های در معرض

باد زیاد
دمای خیلی پایین فضای بیرون
ساختمانهای با ارتفاع زیاد

این مقدار ممکن است حتی دو برابر شود.

هوادهی و میزان اختلاف فشار

قدرت پرده هوا ماکزیمم اختلاف فشاری است که در مقابل آن میتواند مقاومت کند.مقاومت در برابر فشاری که توسط جریان هوا در سطح درب تولید میشود برابر است با:

Δp = 2.2 q² sin(α) / b H^3/4 (1)

where

Δp = potential differential pressure over the opening in the wall (Pa, N/m²)

q = air flow through discharge nozzle (m³/s per meter opening width in wall)

α = airflow angle (normally between 20 – 30^o)

b = depth of discharge nozzle (m)

H = height of door opening (m)

متوسط سرعت هوا در نازل خروجی از رابطه زیر پیروی میکند

v = q / b (2)

where

v = average velocity (m/s)

نکنه اینکه سرعت متوسط نسبت به هر متر از عرض درب است و نباید از حد نامبرده بالا بیشتر شود.

مثال – پرده هوا

ارتفاع درب ورودی یک فروشگاه m 2.5 و عمق درب m 1 است . زاویه هوا نسبت به درب 25 درجه و هوادهی نسبت به هر متر عرض درب m³/h 8 است.

نیروی در مقابل نیروی باد و جریان طبیعی هوا از رابطه ( 1 ) به صورت زیر حساب میشود.

Δp = 2.2 (8 m³/s)² sin(25) / 1 (2.5 m)^3/4

= 29.9 Pa

سرعت ورودی هوا از رابطه زیر حساب میشود.

v = (8 m³/s) / (1 m)

= 8 m/s

بهینه سازی پرده هوا

نیروی خنثی شده توسط پرده باد دائما توسط تغییر دمای بیرون و سرعت باد ، تغییر میکند و بعضی سیستم های کنترل برای تغییر زاویه خروجی پرده باد و تغییر میزان هوادهی برای این موضوع به کار گرفته میشوند.

زمانیکه دمای بیرون به دمای داخا ساختمان نزدیک است و سرعت باد کم است ، هوادهی پرده باد کم میشود و زاویه خروجی در راستای درب میشود
زمانیکه اختلاف دمای بیرون و داخل زیاد است و باد نیز زیاد میباشد ، هوادهی پرده باد به ماکزیمم خود میرسد و زاویه خروجی به سمت بیرون درب میل میکند.

دمای خروجی پرده باد ( در زمستان)

دمای خروجی پرده باد در حد معینی باید حفظ شود.در زمستان: